大学计算机基础(第二版)
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2.1.1 冯·诺依曼体系结构

冯·诺依曼体系结构如图2-2所示,其又称冯·诺依曼模型,被认为是现代计算机的基础。冯·诺依曼模型定义了计算机内部的结构。冯·诺依曼模型主要可归纳为以下3点:

①计算机有5个组成部分,分别是运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

②计算机程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中。

③计算机根据程序的指令序列进行,即“存储程序”的思想。

在冯·诺依曼模型中,控制器作为计算机的核心,对计算机的所有部件实施控制,协调整个系统有条不紊地工作。输入设备输入数据和程序,输入的数据和程序被存放到存储器(Memory)中。处理功能由运算器完成,运算器是执行算术和逻辑运算的部件,又称算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)。程序的执行结果被输出设备输出。

图2-2 冯·诺依曼体系结构

现代计算机中,往往把运算器和控制器集成在一块芯片上,形成一个功能相对独立的逻辑器件,称之为CPU(Central Processing Unit,中央处理单元,又称中央处理器),如图2-3所示。

图2-3 Intel I73770K处理器

CPU的性能指标主要有主频、字长、缓存等。把CPU、存储器组装在一个箱体内,称为主机。